WO2005053976A1

WO2005053976A1 - Eine lüftereinheit für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2005053976A1
Application number: PCT/IB2004/004423
Authority: WO
Inventors: Greg Rademacher; Don Masterson
Original assignee: Behr America, Inc.
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2005-06-16
Also published as: CN100503292C; US20050124285A1; EP1694521B1; DE502004011887D1; US6899614B1; EP1694521A1; JP2007513010A; CN1890121A; ATE487622T1

Abstract

Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem Gehäuse (30), mit Lüftkanälen, über welche Luft durch Öffnungen im Armaturenbrett in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird. In dem Gehäuse ist ein Saugrohr (40, 50) angeordnet, wobei dieses eine Saugrohr einen Auslassschlitz (41, 51) beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er dem aus den Öffnungen im Armaturenbrett austretenden Luftstrom ausgesetzt ist. Die Luftströmung, die durch den an dem Auslassschlitz vorbei strömenden Luftstrom erzeugt wird, saugt heisse Luft aus dem Inneren des Saugrohrs, die mit dem austretenden Luftstrom vermischt wird.

Description

EINE LÜFTEREINHEIT FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug, und insbesondere eine Einheit bestehend aus einem Gehäuse mit Luftkanälen, über welche die Luft durch eine Öffnung im Armaturenbrett in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird.

[0002] Konventionelle Lüftereinheiten oder Klimaanlagen des vorliegenden Typs sind so konfiguriert, dass sie kalte oder temperierte Luft von außen mit erwärmter Luft, die in einem Heizungswärmetauscher erzeugt wird, mischen. Die Geschwindigkeit des Kaltluftstroms ist im allgemeinen höher als die der heißen Luft, was zuimaάest teilweise auf die Tatsache zurüclαufαhren ist, dass die heiße Luft durch einen Heizungswärmetauscher geströmt ist. Dies hat konsequenterweise zur Folge, dass die höhere Geschwindigkeit der kalten Luft zu einer Bildung von Schichten in dem Gesamtluftstrom führt, wenn die Kaltluftklappen für die Regelung des Kaltluftstroms geöffnet sind. In einigen Fällen kann ein großes Temperaturgefälle über die Auslassöffhungen der Lüftereinheit entstehen. Dieses kann von den Insassen des Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden und ein Unbehagen hervorrufen. Bei der Entfrostung oder Beschlagfreihaltung kann dieses Temperaturgefälle über das Armaturenbrett eine ungleichmäßige Entfrostung zur Folge haben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0003] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lüftereinheit zu schaffen, in welcher der Unterschied zwischen den Lufttemperaturen über die Auslassöff ungen des Armaturenbretts minimiert wird. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung beträgt das Temperaturgefälle über die Auslassöfϊhung des Armaturenbretts beispielsweise nicht mehr als etwa 5°F.

[0004] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug geschaffen, bestehend aus einem Gehäuse mit Luftkanälen, über welche die Luft durch Öffnungen im Armaturenbrett in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird. In dem Gehäuse ist neben den besagten Öffnungen im Armaturenbrett mindestens ein Saugrohr angeordnet. Dieses mindestens eine Saugrohr verfügt über einen Auslassschlitz, der so angeordnet ist, dass er dem aus den Öffnungen im Armaturenbrett austretenden Luftstrom ausgesetzt ist. Der an dem Auslassschlitz vorbei strömende Luftstrom erzeugt ein Vakuum oder eine Luftströmung innerhalb des Saugrohrs, die es beispielsweise ermöglicht, dass warme oder heiße Luft in den Kaltluftstrom, der an der Außenseite des Saugrohrs vorbei strömt, hinein gezogen und mit ihm vermischt wird. [0005] Diese Anordnung bietet den besonderen Vorteil, dass die gewünschte Vermischung der Luft passiv erzielt wird, ohne die Notwendigkeit einer Regelvorrichtung. Es sind keine zusätzlichen oder beweglichen Teile erforderlich, was reduzierte Wartungs- und Fertigungskosten zur Folge hat. [0006] In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses mindestens eine Saugrohr entlang einer verlängerten Seite der Öffnungen im Armaturenbrett angeordnet. Bei dieser Anordnung verläuft der Auslassschlitz des Saugrohrs im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Öffnungen im Armaturenbrett. Als ein Ergebnis daraus kann ein größerer Anteil des austretenden Luftstroms mit warmer Luft vermischt werden, die aus dem Saugrohr heraus gesaugt wird.

[0007] In einer weiteren Ausführungsform werden zwei Saugrohre zur Verfügung gestellt, wobei jedes der Rohre entlang gegenüberliegender verlängerter Seiten der Öffnungen im Armaturenbrett angeordnet ist. Auch in dieser Anordnung verlaufen die Auslassschlitze parallel zur Längsrichtung der Öffnungen im Armaturenbrett, hier jedoch auf beiden Seiten der Öffnungen im Armaturenbrett. [0008] In einer weiteren Ausführungsform wird ein erstes Ende des Saugrohrs als eine Luftansau- göffhung zur Verfügung gestellt, während der Auslassschlitz axial in einer Seitenwand des Saugrohrs gebildet wird. Der Auslassschlitz kann sich über mindestens die Hälfte der axialen Länge des Saugrohrs erstrecken.

[0009] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Auslassschlitz eine unterschiedliche Breite entlang der axialen Richtung des Saugrohrs auf. Auf diese Weise kann, abhängig von der axialen Position innerhalb des Kaltluftstroms, mehr oder weniger angesaugte Luft dem Kaltluftstrom hinzugefügt werden.

[0010] Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, wenn die Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten gezeichneten Abbildungen erfolgt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0011] Im folgenden werden Beispiele für Ausführungsformen der Erfindung in Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben:

ABBILDUNG 1 zeigt eine konventionelle Lüftereinheit mit Darstellung der heißen und kalten Luftströme; ABBILDUNG 2 zeigt einen Querschnitt einer Lüftereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorhegenden Erfindung; ABBILDUNG 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Einheit aus ABBILDUNG 2 entlang der Schnittlinie 3-3; Die ABBILDUNGEN 4A und 4B zeigen perspektivische Ansichten der Ausführungsform aus den ABBILDUNGEN 2 und 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0012] ABBILDUNG 1 zeigt eine konventionelle Lüftereinheit zur Verwendung für die Beheizung und/oder Kühlung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs. Die Lüftereinheit 1 enthält ein Gehäuse 3, wo ein Gemisch aus heißer und kalter Luft aus der Öffnung in dem Armaturenbrett austritt. Wenn, wie oben diskutiert, die Vermischung der kalten und heißen Luftströme aufgrund der hohen Geschwindigkeit der kalten Luft unvollständig ist, so hat dies zur Folge, dass der aus den Öffnungen im Armaturenbrett 2 austretende Luftstrom Schichten aufweist. Eine stark geschichtete Luft, die aus der Einheit austritt, ist wahrnehmbar und kann von einem Insassen des Fahrzeugs gefühlt werden. Die vorliegende Erfindung nimmt sich dieses Problems an, wie im folgenden in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben wird.

[0013] ABBILDUNG 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittdarstellung. Kalte Luft strömt durch Luftkanäle direkt durch die Einheit zu den Armaturen- brettδffnungen 20. Der Begriff „kalte" Luft ist relativ zu verstehen, nämlich als Luft, die beispielsweise nicht durch einen Heizungswärmetauscher strömt, als Umgebungsluft oder als Luft, die aus dem Innenraum des Fahrzeugs angesaugt wird. Ein anderer Luftfluss strömt, wiederum in Anlehnung an ABBILDUNG 2, durch den Heizungswärmetauscher, und solche Luft wird für die vorliegenden Zwecke als „heiße" Luft bezeichnet. Es ist zu verstehen, dass für Luft, die nicht durch einen Heizungswärmetauscher geströmt ist, der Begriff „heiß" nur relativ ist. Darüber hinaus werden Fachleute es zu schätzen wissen, dass die Erfindung sowohl zur Kühlung, als auch für das Erwärmen von Luft eingesetzt werden kann. [0014] Das Gehäuse 30 enthält Luftkanäle, um die heißen und kalten Luftströme zu den Armaturenbrettöffiiungen 20 zu leiten, aus welchen der resultierende Luftstrom in den Innenraum des Kraftfahrzeugs hinein strömt. Unter Bezugnahme auf die ABBILDUNGEN 2 und 3 werden die heißen und kalten Luftströme miteinander vermischt, bevor sie aus der Öffnung im Armaturenbrett austreten. Diese Vermischung der heißen und kalten Luftströme wird durch mindestens ein Saugrohr 40 intensiviert, das in dem Gehäuse 30 neben den ArmaturenbrettöShungen 20 angebracht ist. In der vorhegenden Ausführungsform befindet sich das Saugrohr 40 neben einer Vorderseite der Armaturenbrettöffhungen und beinhaltet einen Auslassschlitz 41.

[0015] Der Auslassschlitz 41 ist so angeordnet, das er dem aus den Armaturenbrettöffhungen austretenden Luftstrom ausgesetzt ist. In der Darstellung in ABBILDUNG 3 befindet sich der Auslassschlitz 41 rechts neben dem austretenden Luftstrom, wo die Luft kälter ist. Wenn Luft an dem Auslassschlitz 41 vorbei strömt, wird innerhalb des Saugrohrs 40 eine Luftströmung erzeugt, die heiße Luft aus einer Ein- lassöffhung ansaugt, die an einem ersten Ende 42 des Saugrohrs 40 zur Verfügung gestellt ist. Auf diese Weise wird der kältere Teil des austretenden Luftstroms mit der heißen Luft vermischt, die durch das Saugrohr 40 seitlich in den Luftstrom hinein gezogen wird (in ABBILDUNG 3 von der linken Seite). [0016] In den Ausführungsformen der ABBILDUNGEN 2 und 3 sind zwei Saugrohre (40, 50) entlang der verlängerten Seite der Armaturenbrettöffhungen 20 angeordnet. Ein Saugrohr auf einer Vorderseite, und eines auf einer Rückseite der Armaturehbrettöffhungen. Das zweite Saugrohr 50 beinhaltet außerdem einen Auslassschlitz 51, der so angeordnet ist, dass er dem Luftstrom ausgesetzt ist, wenn dieser aus den Auslassöffhungen 20 austritt. Das Vorbeiströmen des Luftstroms an dem Schlitz 51 erzeugt eine Luftströmung, durch die aufgewärmte Luft ansaugt wird. Wie das erste Saugrohr 40 weist auch das zweite Saugrohr 50 eine Einlassöffhung 52 an einem ersten Ende auf, die sich in dem heißen Luftstrom befindet. Die Anordnung der Rohre und ihrer Einlassenden geht auch aus den perspektivischen Ansichten der Lüfterefnheit hervor, die in den ABBILDUNGEN 4A und 4B dargestellt sind. [0017] Die Auslassschlitze 41 und 51 der Saugrohre 40 und 50 sind im wesentlichen axial in einer Seitenwand der jeweiligen Rohre gebildet. Die Schlitze 41 und 51 können sich über die gesamte axiale Länge des jeweiligen Rohrs, oder jede andere gewünschte axiale Länge erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsfoπn erstrecken sich die Schlitze 41 und 51 über mindestens die Hälfte der axialen Länge des jeweiligen Rohrs 40, 50. Wie in ABBILDUNG 3 zu sehen ist, kann der Auslassschlitz 41 auch eine unterschiedliche Breite aufweisen, abhängig von der axialen Position entlang des Saugrohrs 40. Mittels dieses Merkmals kann die Menge der heißen Luft, die an eine bestimmte axiale Position in dem Luftstrom geliefert wird, eingestellt werden. Die Festlegung der Länge und Breite des Auslassschlitzes erfolgt gemäß der jeweiligen Anwendung oder gemäß der Anforderungen, die ein gegebenes Lüf ungssystem erfüllen muss. Es ist zu verstehen, dass Größe und Form der Auslassschlitze, ebenso wie Größe und Form der Rohre, als Entwurfsparameter eingestellt werden können, um eine maximale Effizienz bei der Vermischung der heißen und kalten Luftströme sicherzustellen. Nach Dimensionierung der gesamten Lüftereinheit in Hinsicht auf die Rohre sind keine weiteren Einstellungen mehr erforderlich. [0018] Weiterhin ist die Formung der Saugrohre der vorhegenden Erfindung ein integraler Bestandteil der Formung des Gehäuses der Einheit, so dass bei der Fertigung der vorliegenden Lüftereinheit keine zusätzlichen Montagearbeiten erforderlich sind.

[0019] Ein weiterer Vorteil der vorhegenden Erfindung ist ein passiver Selbstregelungseffekt, der aus der Verwendung der Saugrohre resultiert. Wenn die Kaltluftklappen für die Kaltluftkanäle geöffnet sind, ergibt sich eine maximale Strömungsgeschwindigkeit der kalten Luft, insbesondere an einer Seite des Luftstroms, in ABBILDUNG 3 beispielsweise auf der rechten Seite des Luftstroms. Die maximale Geschwindigkeit der kalten Luft, die an dem Auslassschlitz 41 des Saugrohrs 40 vorbei strömt, erzeugt eine maximale Luftströmung der heißen Luft und infolgedessen den gewünschten Mischeffekt. Wenn andererseits die Kaltluftklappen in Richtung der geschlossenen Position eingestellt werden, so sinkt die Geschwindigkeit der kalten Luft und damit auch die der Luftströmung, wobei jedoch auch der Bedarf an angesaugter heißer Luft geringer ist. Somit wird die Menge heißer Luft, die mit dem Kaltluftstrom vermischt werden muss, automatisch geregelt. [0020] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Leitblech 60 in dem Bereich der ersten Enden 42, 52 der Saugrohre 40, 50 zur Verfügung gestellt. Das Leitblech 60 weist eine geringfügige axiale Ausdehnung auf und ist so angeordnet, dass es heiße Luft, die ansonsten direkt in die Armaturenbrettöffhung 20 einströmen würde, ableitet und sie in die E assöffhungen 42 und 52 der Rohre 40 und 50 leitet. In der vorliegenden Ausfiihrungsform ist das Leitblech V-förmig ausgeführt, jedoch kann dieses Leitblech auch andere Formen aufweisen. Das Leitblech hindert heiße Luft daran, direkt in die Armaturenbrettöffhung 20 einzuströmen, und nimmt darüber hinaus die Funktion eines Ablenkbleches wahr, das heiße Luft in den Bereich der Eimassöffhungen 42, 52 der Saugrohre leitet. [0021] Obwohl bei der Beschreibung dieser Erfindung die Betonung auf bestimmten Ausführungsformen lag, sollte verstanden werden, dass die vorangegangene Beschreibung auf diejenigen Verfahren für die praktische Umsetzung der Erfindung beschränkt wurde, die derzeit für die besten gehalten wer- den.-Es wird sich erweisen, dass verschiedene Modifikationen an der Erfindung vorgenommen und einige oder alle Vorteile der Erfindung erzielt werden können. Auch ist die Erfindung nicht so konzipiert, dass sie jedes einzelne der oben beschriebenen Merkmale und Aspekte, oder Kombinationen derselben, erfordert. In vielen Fällen sind bestimmte Merkmale und Aspekte für die praktische Ausführung anderer Merkmale und Aspekte nicht von wesentlicher Bedeutung. Die Erfindung sollte nur durch die beigefügten Ansprüche und Entsprechungen derselben beschränkt werden, da die Ansprüche auch andere Ausführungsformen und Modifikationen abdecken sollen, selbst wenn diese nicht in ihrem eigenthchen Umfang enthalten sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Eine Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus: einem Gehäuse mit Luftkanälen, über welche Luft durch Öffnungen im Armaturenbrett in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird, und mindestens einem Saugrohr, angeordnet in dem Gehäuse neben den besagten Öffnungen im Armaturenbrett, wobei dieses besagte mindestens eine Saugrohr einen Auslassschlitz beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er dem aus den besagten Öffnungen im Armaturenbrett austretenden Luftstrom ausgesetzt ist.

2. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 1, worin das besagte mindestens eine Saugrohr entlang einer verlängerten Seite der Öffnungen im Armaturenbrett angeordnet ist.

3. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 1, die weiterhin mindestens ein zusätzliches Saugrohr beinhaltet, das neben einer zweiten verlängerten Seite der besagten Öffnungen im Armaturenbrett angeordnet ist, wobei das besagte mindestens eine zusätzhche Saugrohr einen Auslassschlitz aufweist, der so angeordnet ist, dass er dem aus der besagten Öffnung im Armaturenbrett austretenden Luftstrom ausgesetzt ist.

4. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 1, worin ein erstes Ende des mindestens einen Saugrohrs eine Lufteinlassöffhung aufweist.

5. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 1, worin der besagte Auslassschlitz axial in einer Seitenwand des mindestens einen Saugrohrs gebildet wird.

6. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 5, worin sich der besagte Auslassschlitz über mindestens die Hälfte der axialen Länge des mindestens einen Saugrohrs erstreckt.

7. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 5, wobei der Auslassschlitz eine unterschiedliche Breite entlang der axialen Richtung des mindestens einen Saugrohrs aufweist.

8. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 1, worin ein erstes Ende des mindestens einen Saugrohrs eine Lufteinlassöffhung ist.

9. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 8, die weiterhin ein Leitblech neben dem ersten Ende des Saugrohrs zur Ableitung von Luft in Richtung der Einlassöffhung an dem besagten ersten Ende beinhaltet.

10. Die Lüftereinheit gemäß Anspruch 9, worin das mindestens eine Saugrohr, das erste Einlassende und der Auslassschlitz zusammen mit dem Leitblech so agieren, dass eine passive selbstregelnde Temperaturschichtungskontrolle zur Verfügung gestellt wird.

11. Eine Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus: einem Gehäuse mit Luftkanälen, über welche Luft durch Öffnungen im Armaturenbrett in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird, und mindestens zwei Saugrohren, die als integraler Bestandteil in dem Gehäuse geformt sind und neben mindestens zwei Seiten angeordnet sind, die durch die Öffnungen im Armaturenbrett definiert werden, wobei jedes dieser besagten mindestens zwei Saugrohre einen Auslassschlitz beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er dem aus den besagten Öffnungen im Armaturenbrett austretenden Luftstrom ausgesetzt ist.

12. Ein Gehäuse für eine Lüftereinheit für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus: einem Lufteinlass, der zur Aufnahme von Luft in der Lage ist; mindestens zwei Luftkanälen, die mindestens zwei separate Luftkanäle definieren; einem Luftmischbereich, in dem Luft, die durch die mindestens zwei separaten Luftkanäle strömt, zusammenströmt; einem in Längsrichtung geschlitzten Rohr, positioniert innerhalb des Luftmischbereichs, worin ein Ende des geschützten Rohrs eine Öffnung beinhaltet, die in der Lage ist, Luft von nur einem der mindestens zwei separaten Luftkanäle aufzunehmen; und einem Luftauslass, der in der Lage ist, Luft abzugeben, die durch den besagten Luftmischbereich strömt.

13. Heizungs- oder Klimaanlage mit einer Lüftereinheit gemäß zumindest einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anlage einen Heizkörper, gegebenenfalls einen Verdampfer und Luftstromsteuerelemente aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses der Anlage Warmluftkanäle ausgebildet sind und Luft, die durch die Warr uftkanäle strömt, von dem Heizkörper erwärmbar ist, wobei innerhalb des Gehäuses der Anlage KalÜuftkanäle ausgebildet sind und Luft, die durch die Warmluftkanäle strömt, von dem gegebenenfalls vorhandenen Verdampfer abkühlbar ist, und Luftstromsteuerelemente vorhanden sind, um die Mischung der Warmluft mit der Kaltluft zu ermöglichen.